サイアノバクテリアの主調節体RpaAAによるグローバル遺伝子発現の循環制御

科学分野:

• シルカディアン生物学
• 微生物学 微生物学とは
• 分子生物学は分子生物学である.

背景:

• サイアノバクテリアの昼間時計は,遺伝子発現と細胞分裂の毎日の振動を駆動する.
• これらの地球的なリズムを制御する正確な分子機構は,ほとんど未知のままである.

研究 の 目的:

• サイアノバクテリアの全ゲノムにわたる転写振動を制御するマスターレギュレータを特定する.
• サイアノバクテリアの昼夜システムにおける応答調節体RpaAの役割を明らかにする.

主な方法:

• RpaA機能を評価するための遺伝子削除と救済実験.
• トランスクリプトミクスを用いて全ゲノムにわたる転写リズムを分析する.
• RpaAのリン酸化状態とその影響が遺伝子発現と細胞分裂に及ぼす影響を調査する.

主要な成果:

• rpaAの削除は,グローバルな遺伝子発現リズムを廃止し,細胞を夜明けのような状態に停止しました.
• RpaAは,コア・クロック・コンポーネントと,ダウンストリーム・サーカディアン・エフェクター・遺伝子の両方を直接調節する.
• リン酸化RpaAは,夕暮れのような発現状態を誘導し,細胞分裂を阻害するのに十分です.

結論:

• 応答調節器RpaAは,サイアノバクテリアの昼間出力のマスター調節器である.
• RpaAは,コアオシレータへのフィードバックをゲノム全体の転写リズムのオーケストレーションと統合します.
• シルカディアン現象型は,単一の転写因子RpaAのリン酸化状態によって制御されます.